hce_kmu
110年
物理及化學
第 42 題
How much is the internal energy change of a gas that expands from $i$ to $f$ as indicated in the figure if there is also a frictional heat loss of $10\text{ J}$?
- A $-34.5\text{ J}$
- B $22.5\text{ J}$
- C $-18.5\text{ J}$
- D $-28.5\text{ J}$
- E $36.5\text{ J}$
思路引導 VIP
觀察這張 $P-V$ 圖，當氣體的體積從 $1\text{ m}^3$ 增加到 $8\text{ m}^3$ 時，這代表系統正在對外界「推擠」還是被外界「壓縮」？根據能量守恆的觀點，如果系統對外作了功，且同時又對外散失了熱量，那麼這兩種過程對於系統內部的「總能量庫存」會分別造成什麼樣的增減影響呢？
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恭喜你準確地選出了正確答案 (D)！這題不僅考驗你對熱力學第一定律的理解，更要求你能細心地從圖表中提取數據並進行多步驟運算，展現了你優異的圖表判讀能力。
熱力學第一定律與功的運算
在熱力學系統中，內能的變化量 $\Delta E_{int}$ 取決於系統吸收的熱量 $Q$ 以及系統對外作的功 $W$，公式表示為 $\Delta E_{int} = Q - W$。首先，我們需要透過 $P-V$ 圖下方的面積來計算氣體膨脹所作的功。將路徑拆解為四個區塊計算其面積：
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